NiCo_2O_4/炭黑@纳米炭纤维自支撑复合电极制备与电容性能研究

针对炭材料和金属氧化物单独作为电极材料存在的不足,以纳米炭纤维作为基底,通过水热法在纳米炭纤维上同时负载炭黑(CB)和钴酸镍(NiCo_2O_4)纳米线,进一步热处理制备了NiCo_2O_4/炭黑@纳米炭纤维自支撑复合电极。在复合电极材料中,纳米炭纤维网络提供了三维电子传导通道,钴酸镍提供了较高的比电容,炭黑显著地提高了NiCo_2O_4的导电性。通过调整沉积时间有效调节了活性物质的负载量,所得电极显示出优异的导电性(35.3 S·m~(-1)),在1 A·g~(-1)的电流密度下比电容达到846 F·g~(-1),且具有优良的循环稳定性。优异的电容性能使NiCo_2O_4/炭黑@纳米炭纤维复合电极有望成为下一代超级电容器的电极材料。     

致密型镍钴双金属氧化物 电极制备及电容性能研究

本文探究了不同形貌的3种镍钴双金属氧化物,包括SW-NiCo_2O_4(自编织状)、NN-NiCo_2O_4(纳米针状)以及C-NiCo_2O_4(纳米片状),最终筛选出具有高负载量致密型电极-SW-NiCo_2O_4。这种自编织结构能够有效解决当活性物质增加时电容性能衰减问题,这对于储能设备性能提高十分重要,也是当前储能领域中的一项挑战。通过对比可知,NN-NiCo_2O_4的负载量最高,较其它两者分别提高了近2倍和5倍,为5.24mg·cm~(-2)。电化学测试显示3种样品的质量比电容依次为:773F·g~(-1)(NN-NiCo_2O_4)、685F·g~(-1)(SW-NiCo_2O_4)和232F·g~(-1)(CNiCo_2O_4),说明活性物质负载量的增加有利于电极材料比电容的提高。然而,SW-NiCo_2O_4拥有更加优异的倍率性能和循环稳定性,分别为89.1%(1～20A·g~(-1))和85%(0.5A·g~(-1), 5000圈)。分析认为,自编织状多孔道结构的NiCo_2O_4更加适用于制备致密型高密度电容器,进而拓宽了镍钴双金属氧化物在超级电容器中的应用前景。     

基于GO模板法制备金属氧化物超薄纳米片及其超电容性能的研究

采用GO模板法制备ZnO、NiO、Co_3O_4超薄纳米片,选用三维多孔泡沫镍作(NF)为导电基材,并通过一步水热法制备出ZnO/NF、NiO/NF、Co_3O_4/NF复合电极材料,探究三种纳米片材料对复合材料的结构和电化学性能的影响,Co_3O_4/NF复合电极材料,因其具备高度开放的多孔结构,增加了与电解液的接触面积,为氧化还原反应提供了有利的条件,在电流密度为3 A·g~(-1)时,质量比电容高达2633 F·g~(-1),因此,Co_3O_4/NF复合电极材料的电容性能最好。     

网格状NiFe2O4纳米片阵列的制备及电容性能研究

采用水热法和煅烧法相结合制备得到直接生长在泡沫镍上的网格状NiFe_2O_4纳米片阵列。采用X射线晶体衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等表征手段对其组成和结构进行表征并作为超级电容器电极进行测试。电化学性能测试结果表明,制得的NiFe_2O_4纳米片阵列结构电极具有较高的比电容和优异的电学性能。在电流密度为1 A·g~(-1)时,比电容量高达到722.05 F·g~(-1)。在电流密度为10 A·g~(-1)时,比电容为464.73 F·g~(-1),比电容量仍保持在1 A·g~(-1)时比电容量的64.36%。     

石墨烯/钴酸镍的制备及甲醇氧化性能研究

主要研究石墨烯/钴酸镍(GE/NiCo_2O_4)作为阳极催化剂时的催化稳定性能。通过水热合成的方法制备NiCo_2O_4,将石墨烯与NiCo_2O_4复合,材料经过高温处理后得到颗粒状石墨烯纳米复合材料,用循环伏安法测试了复合材料对甲醇氧化的电催化活性。研宄结果表明GE/NiCo_2O_4复合材料对甲醇和氧气具有非常高的电催化活性。测试结果表明,电压从1.1V～1.6V时,GE/NiCo_2O_4复合结构电极最高电流密度为3.2×10~(-6)A/g,GE/NiCo_2O_4材料从XRD,SEM,TEM等可得出良好的电化学性能和稳定性由于高比表面积、高电导效率。     

分层纳米结构的钴酸镍/四氧化三钴复合电极的制备及其电化学性能研究

通过低温溶剂热和水热两步法成功制备出分层结构的NiCo_2O_4/Co_3O_4纳米片阵列,并均匀生长在泡沫镍基底上。电化学测试表明,这种纳米片阵列复合电极表现出优异的电容性能。在2 mA·cm~(-2)时,面积比电容高达6.05 F·cm~(-2),当电流密度提升至20 mA·cm~(-2),依然保持良好的倍率性能,经1500次恒流充放电之后电容保持率为93.8%。这种优异的性质与介孔、高比表面积的分层纳米片这一新颖的结构有密切关系。     

Co3O4电极材料的制备及其电容性能研究

采用水热法,通过控制反应时间制备出不同形貌和尺寸的Co_3O_4材料。利用XRD和SEM对其结构和形貌进行表征,采用循环伏安、恒电流充放电和交流阻抗等方法测试了其电化学性能。结果表明,随着反应时间的延长, Co_3O_4材料的晶粒尺寸增大,形貌由不规则颗粒状变为正立方体,其比电容不断降低。在电流密度为0.2 A·g~(-1)时,反应5 h、 10 h和15 h所制备的Co_3O_4材料的比电容值分别为153.3 F·g~(-1)、 99.3F·g~(-1)和51.1 F·g~(-1)。当电流密度从0.2 A·g~(-1)增大到1.8 A·g~(-1)时,反应5 h、 10 h和15 h所制备的Co_3O_4材料的比电容值分别为96.3 F·g~(-1)、 91.3 F·g~(-1)和27.1 F·g~(-1),其比电容保持率分别为62.8%、 91.9%和53.0%。水热反应5 h所制备的Co_3O_4材料具有最好的比电容。     

基于1D结构构建的3D丝网状MnO2复合电极材料的制备及其电容性能的研究

本文通过使用一种简单有效的电沉积工艺,利用一维MnO_2纳米线成功构筑了结构稳定的三维丝网状MnO_2/r GO/NF复合电极材料。经结构表征可知,丝网状MnO_2纳米线在无任何粘结剂的情况下,均匀的原位生长在具有自支撑结构的三维rGO/NF表面。该方法制备的复合电极在0.5A·g~(-1)的电流密度下测得比电容为213F·g~(-1),当电流密度增加至10A·g~(-1)时,倍率性能为95%。循环测试5000圈(1A·g~(-1)),电容保持率为92.5%。复合电极材料上述性能主要归因于丝网状MnO_2的多孔结构与赝电容的协同作用,为反应提供了足够的电化学活性位点和稳定的结构,从而使其成为构建高性能储能器件的一种极具开发潜力的电极材料。     

过渡金属碳酸氢盐Ni(HCO3)2材料的合成以及超级电容器性能的研究

超级电容器(SCs)以其功率密度高、寿命长、生态友好、成本低等显著特点受到研究者的广泛关注。然而,能量密度仍然较低,限制了其进一步的应用。因此,选择具有高比电容的电极材料是提高超级电容器电化学性能的重要方法之一。采用简易的一步水热法成功地制备出过渡金属碳酸氢盐Ni(HCO_3)_2电极材料。经实验证明,该材料具有良好的电化学性能,在电流密度为1A·g~(-1)时具有较高的比电容2056F·g~(-1),且当用10A·g~(-1)的电流密度进行测试时比电容仍有1292F·g~(-1),说明Ni(HCO_3)_2材料具有良好的倍率性能。此外,在5 A·g~(-1)电流密度下循环2 000圈后仍然具有93%的比容量保持率,具有良好的循环稳定性。     

NiCo_2O_4修饰活性炭纤维作为超级电容器正极材料及其性能研究

为了改善活性炭纤维的电化学性能、提高比电容,以硝酸镍和硝酸钴为金属源、尿素为碱源,采用水热法对一步活化法制备出的PAN基活性炭纤维(ACF)进行修饰,使其表面均匀负载海胆状的镍钴氧化物(ACF/NiCo_2O_4),通过扫描电镜、X射线衍射等对样品进行形貌和成分表征,采用三电极体系对材料进行电化学性能测试。结果表明,在1 A/g的电流密度下,其质量比电容达到469. 4 F/g,而电压降只有-0. 004 5 V,恒流充放电循环5 000圈后,其电容保持率为97. 87%,证明ACF/NiCo_2O_4材料具有较大的比电容和良好的循环稳定性,可用作超级电容器电极材料。     

NiCo2O4/炭黑@纳米炭纤维自支撑复合电极制备与电容性能研究北大核心

针对炭材料和金属氧化物单独作为电极材料存在的不足,以纳米炭纤维作为基底,通过水热法在纳米炭纤维上同时负载炭黑(CB)和钴酸镍(NiCo2O4)纳米线,进一步热处理制备了NiCo2O4/炭黑@纳米炭纤维自支撑复合电极。在复合电极材料中,纳米炭纤维网络提供了三维电子传导通道,钴酸镍提供了较高的比电容,炭黑显著地提高了NiCo2O4的导电性。通过调整沉积时间有效调节了活性物质的负载量,所得电极显示出优异的导电性(35.3 S·m^-1),在1 A·g^-1的电流密度下比电容达到846 F·g^-1,且具有优良的循环稳定性。优异的电容性能使NiCo2O4/炭黑@纳米炭纤维复合电极有望成为下一代超级电容器的电极材料。     

电化学沉积制备高比电容 铁钴复合硫化物超级电容材料

金属硫化物被认为是超级电容器电极材料最有希望的候选者,二元金属硫化物之间的协同作用可以改善材料的电化学性能。以泡沫镍为基底采用电化学沉积法合成了三维片状的铁钴复合硫化物。通过探索试剂比例、沉积时间和沉积电位对电化学性能的影响,以此获得最佳的实验条件。该材料在电流密度为1A·g~(-1)下的比电容为2802F·g~(-1),经过1000次循环后,电容保持率为54.9%。     

自支撑石墨烯/二氧化锰/泡沫镍复合材料的电化学性能

以三维泡沫镍(NF)为模板,在不添加模板剂的条件下,通过电沉积法沉积石墨烯(G),再采用水热合成制备纳米片二氧化锰(Mn O_2),得到自支撑电极复合材料G/Mn O_2/NF,改善其作为电极材料的电化学性能。用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观结构和表面形貌进行分析,通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)、交流阻抗(EIS)测试了电极复合材料的电化学性能。结果表明:在电流密度为1 A/g的条件下,复合电极材料的比电容达到722 F/g,经过1 000次循环后比电容保持率为97%。     

纳米Co3O4-碳纳米管复合电极的超级电容性能研究

采用湿法制备纳米Co_2O_4,并与碳纳米管掺杂,制备出纳米CO_3O_4-碳纳米管复合电极。纳米Co_3O_4与碳纳米管质量比为90：5。制备的复合电极表现出了良好的超级电容性能,复合电极单电极比电容达233．32F·g~(-1),与纯Co_3O_4电极相比,单电极比电容容提高20%。     

MoCo@NF电极材料的制备及析氧性能研究

为研究水热法制备泡沫镍负载钼钴析氧电极材料的影响因素,采用正交实验方法制备了一系列析氧电极材料,结合电化学性能分析得出降低析氧过电位的最佳条件。通过SEM、EDS及电化学性能研究了最佳条件下制备的电极材料,研究表明,泡沫镍表面负载了呈现出花朵状的钼钴氧化物,表现出较好的析氧性能,其电极电流密度在100m A·cm^-2的过电位为311m V,Tafel斜率为72m V·dec^-1,双电层电容Cdl为20.85m F·cm^-2,1h内电流密度保持率达95.71%。     

纳米片状电极材料MnMoO_4的电化学性能研究

作为一种对静电电容器和电池起桥梁作用的新型储能装置,超级电容器的出现有效地缓解了煤、石油等化石燃料对环境的污染,如果要获得性能优良的超级电容器,就必须对它的核心组成部件电极材料进行详细的研究。本文用水热法制备出一种可以作为超级电容器电极的MnMoO_4材料,电化学测试结果表明当电流密度为5 A·g~(-1)时,获得的电容为1284.12 F·g~(-1);当电流密度升高到50 A·g~(-1)时,电容值为1055.56 F·g~(-1)。通过对MnMoO_4电极充放电循环性能测试可知,MnMoO_4有良好的循环稳定性,当充放电持续3000圈后,电容仍然保留了初始值的93.80%。因此,水热法制备出的MnMoO_4是一种非常有前景的超级电容器电极材料。     

多孔Ni–P与NiCo2O4/Ni–P电极的过氧化氢传感性能

在以聚酰亚胺覆铜板为基体制备的聚苯乙烯模板上电沉积多孔Ni–P合金,继而采用水热法在其表面制备NiCo_2O_4。研究表明,多孔Ni–P合金电极和NiCo_2O_4/Ni–P复合电极对H_2O_2的还原有优异的电化学催化活性,且不受抗坏血酸、尿酸、多巴胺、葡萄糖等分子的干扰。NiCo_2O_4的负载可以显著提高电极的检测灵敏度。     

Na_(0.44)MnO_2纳米棒/石墨烯正极的制备和电化学储锂性能

以KMnO_4、MnSO_4和NaOH为初始原料,利用水热软化学法制备Na_(0.44)MnO_2。XRD证实该材料具有S形孔道结构,TEM表征表明这是一种单晶纳米棒,可能有利于制备高性能正极材料。同时利用Hummers法制备石墨烯作为导电剂,通过搅拌法混合电极材料制备正极涂片。电化学测试研究显示随着的石墨烯添加量的增大,电池容量和倍率性能均得到提高。当石墨烯含量达到45%时,在0.1 A·g~(-1)电流密度下电池容量达到192.5 m Ah·g~(-1),在2.0 A·g~(-1)倍率电流密度下,其容量依然保持在123.4 m Ah·g~(-1),说明该电极材料有潜力应用于下一代高性能电池当中。     

沉积电流对水热电沉积法制备硫/钴/镍/氧/复合物超级电容电极材料的影响研究

采用水热电沉积法,以碳纤维纸为正极、泡沫镍为负极,制备硫/钴/镍/氧超级电容器复合电极材料,研究了120℃下获得的薄膜在不同电流密度下(6m A·cm-2至10m A·cm-2)的形貌、组成、结构和超级电容性能的影响规律。结果表明,随沉积电流密度增大,所获得纳米片交错三维多孔结构形貌越致密,并且发生团聚形成球形颗粒倾向增大。当沉积电流密度为8 mA·cm-2的电极材料在1 A·g-1工作时,循环稳定性是这三种电极材料中最优异的,其质量比电容为127.8 mAh·g-1。循环2800次后,比电容为初始比电容的80%。     

纳米多孔NiO类空心微球负极材料的制备与储锂性能

以NiCl_2·6H_2O、尿素、葡萄糖为原料采用水热法制备了NiO前体,将前体在空气中烧结最终得到NiO电极活性材料。该NiO样品具有镂空结构的类空心球形貌,且由50~100 nm初级纳米颗粒构成。对该NiO样品作为锂离子电池负极材料的储锂性能进行了研究,结果发现赝电容效应对该材料储锂容量和倍率性能有重要贡献。因独特的空心纳米结构和赝电容效应,该材料表现出出色的电化学循环稳定性和优异的大倍率充放电性能。在500m A·g~(-1)电流密度下,100圈充放电循环后放电比容量为650 m A·h·g~(-1),容量保持率达86.6%;在10 A·g~(-1)的超高倍率下,其稳定放电比容量仍高达432 m A·h·g~(-1)。